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公開番号2025101005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023217523
出願日2023-12-25
発明の名称エンドエフェクタ、収穫ロボットおよび収穫方法
出願人国立大学法人宇都宮大学,カゴメ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A01D 46/24 20060101AFI20250630BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】果実をより確実に収穫できるエンドエフェクタを提供すること。
【解決手段】本発明のエンドエフェクタは、
第1剪断部(12)を有する第1剪断要素(11)と、
第2剪断部(16)を有する第2剪断要素(15)と、を備える。
第1剪断部(12)および第2剪断部(16)の一方または双方は、共通する軸線(C)を中心にして回転可能とされ、
第1剪断部(12)と第2剪断部(16)による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１剪断部を有する第１剪断要素と、
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備え、
前記第１剪断部および前記第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
前記第１剪断部と前記第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせるエンドエフェクタ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１剪断要素は、
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の前記第１剪断部と、
一対の前記第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備え、
前記第２剪断要素は、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の前記第２剪断部と、
一対の前記第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える、
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
第３剪断部を有する第３剪断要素を備え、
前記第３剪断部は前記軸線を中心にして、前記第１剪断部および前記第２剪断部に対して回転可能とされる、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記第３剪断要素は、
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の前記第３剪断部と、
一対の前記第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える、
請求項３に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記第１剪断要素と前記第２剪断要素が互いに相似関係を有する、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記第１剪断要素、前記第２剪断要素および前記第３剪断要素が互いに相似関係を有する、
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
前記第１剪断部および前記第２剪断部の一方または双方を、前記第１伝達部および前記第２伝達部の一方または双方を介して回転駆動させる第１駆動部を備える、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項８】
前記第１剪断部、前記第２剪断部および前記第３剪断部の少なくとも二つを、前記第１伝達部、前記第２伝達部および前記第３伝達部の少なくとも二つを介して回転駆動させる第２駆動部を備える、
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
【請求項９】
請求項１に記載のエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを位置調整可能に支持するとともに、任意の位置に移動可能な台車と、を備える収穫ロボット。
【請求項１０】
請求項１に記載のエンドエフェクタを用いる収穫対象の収穫方法であって、
前記第１剪断要素の前記第１剪断部および前記第２剪断要素の前記第２剪断部に収穫対象に連なる剪断対象が対応するように前記エンドエフェクタの位置を調整する位置調整ステップと、
前記エンドエフェクタの位置が調整されたままで、前記第１剪断要素および前記第２剪断要素の一方または双方を回転駆動させる剪断ステップと、
を備える収穫方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トマトなどの果実を自動的に収穫するのに好適なエンドエフェクタに関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
労働力不足による農業への影響が懸念されている。そのために、農業の分野、例えば収穫の段階における自動化が積極的に進められている。収穫段階においては、収穫の対象である果実を見つけるセンシング技術の開発、果実を小果梗から離脱させる動作を行うエンドエフェクタ技術の開発などが報告されている。エンドエフェクタ（End Effector）技術としては、果実を離層と呼ばれる部分でもぎ取る方法で収穫することが検討されている。エンドエフェクタとは、ロボットアームの先端に取り付けられ、掴む、加工するなどの動作を行う機器と定義される。
【０００３】
一例として、特許文献１は、収穫効率を向上することが可能なエンドエフェクタを備える収穫ロボットを開示する。特許文献１は、エンドエフェクタを構成する収穫リングに果実を挿通させ、かつ果実が実った果梗に補助部材を押し当てた状態で収穫リングを果実から離れる向きに直線的に移動させる。このとき、押し当てた補助部材が支点に、収穫リングの先端部が作用点となることで、収穫対象である果実の離層部の付近に剪断力が発生し、果実が小果梗から離脱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０３６８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のエンドエフェクタによれば、果実を離層において自動的に分離させることができる。しかし、特許文献１のエンドエフェクタは、果実が挿通された収穫リングを果実から離れる向きに移動させている最中に、補助部材を剪断対象である小果梗に押し当てている必要がある。しかし、狙った小果梗に補助部材を押し当てるのが容易ではない。また、狙った小果梗に補助部材を押し当てられたとしても、収穫リングを移動させている最中に、この収穫リングの移動により小果梗に引張力が作用することで、押し当てていた小果梗が補助部材から逃げることがある。つまり、特許文献１のエンドエフェクタによれば、補助部材を小果梗に押し当てることが不確定要素となることから、果実の収穫をできないことが想定される。
そこで、本発明は、果実をより確実に収穫できるエンドエフェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンドエフェクタは、
第１剪断部を有する第１剪断要素と、
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備える。
第１剪断部および第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
第１剪断部と第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
【０００７】
第１剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の第１剪断部と、
一対の第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備える。
第２剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の第２剪断部と、
一対の第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える。
【０００８】
好ましいエンドエフェクタは、第３剪断部を有する第３剪断要素を備え、
第３剪断部は軸線を中心にして、第１剪断部および第２剪断部に対して回転可能とされる。
【０００９】
第３剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の第３剪断部と、
一対の第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える。
【００１０】
第１剪断要素と第２剪断要素は、好ましくは、互いに相似関係を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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